MYB转录因子参与植物非生物胁迫响应与植物激素应答的研究进展

基因的时空表达受转录因子的精确调控。植物在面对不利环境因素比如高温、低温、干旱、盐碱等胁迫时其细胞生理生化会迅速地从“舒适”状态转变进入“胁迫响应”状态。这种快速响应的状态转变依赖于植物对胁迫信号的感知及传递、激素通路(脱落酸、茉莉酸等)的激发、转录因子的活化等复杂的过程;最终植物通过胁迫相关基因的表达、次生代谢转变、抗氧化物质的积累等实现胁迫条件下细胞内环境的再平衡从而获得生存。植物MYB(v-MYB avian myeloblastosis viral oncogene homolog)转录因子就是上述转变中的重要参与者。本文介绍了植物MYB转录因子的结构特征、分类,综述了近些年来MYB转录因子与非生物胁迫,以及植物激素应答过程相关的研究进展。     

转Pi9抗稻瘟病基因水稻株系的比较转录组分析

【目的】在转录水平上解析Pi9基因介导的稻瘟病抗性调控机理,为培育抗病水稻品种提供理论依据。【方法】向水稻品种日本晴(NPB)及其转Pi9抗稻瘟病基因株系(NPB/Pi9)接种稻瘟菌。分别于接种后0 h、12 h、24 h、36 h提取叶组织样品,选取12503个水稻基因定制基因芯片,进行水稻基因转录组分析,并通过qRT-PCR对部分差异表达基因进行验证。【结果】NPB/Pi9在接种后12 h、24 h和36 h的基因表达量分别与其接种0 h表达量比较,共检测到7754个差异表达基因;相应地,感病水稻NPB在以上时间点共检测到7385个差异表达基因;在接种后36 h,NPB/Pi9的差异表达基因数目显著多于NPB。比较NPB/Pi9和NPB相同时间点的基因表达量,共获得4065个差异表达基因,其中接种后36 h的差异表达基因显著多于接种后0 h、12 h或24 h。因此,NPB/Pi9的稻瘟病防御反应更强烈。对NPB/Pi9与NPB相同时间点的差异表达基因进行GO和KEGG分析,细胞外区域、植物对刺激应答、转录调控、氧化还原、离子结合、次生代谢和植物激素相关的GO分类在接种后呈显著富集,苯丙氨酸代谢、类黄酮生物合成和植物激素信号途径的KEGG通路在接种后显著富集。与效应分子触发的免疫反应(ETI)相关的水杨酸信号途径、几丁质酶,以及与病原相关分子模式触发的免疫反应(PTI)相关的胞外区域、对刺激的应答、木质素合成等,均在抗感水稻之间差异表达。而且PTI/ETI共有的WRKY转录因子、MAPK激酶、茉莉酸和乙烯信号途径等发生差异表达。综上所述,NPB/Pi9和NPB的差异表达模式与ETI和PTI相关,两者相互联系并在Pi9介导的稻瘟病抗性中发挥作用。【结论】与日本晴比较,抗病基因型NPB/Pi9对稻瘟病防御反应更强烈。转录因子、激酶、NBS-LRR基因、几丁质酶、水杨酸、茉莉酸和乙烯信号途径,以及植物次生代谢在Pi9介导的稻瘟病抗病反应中发挥重要作用。     

一个水稻小热休克蛋白的异源表达及寡聚特性分析

【目的】在前期研究中,本实验室已克隆了一个水稻小热休克蛋白基因(OsSHSP17.6),并发现该基因的表达明显受到热激和病毒侵染调控,表明该蛋白可能在逆境胁迫过程中起重要作用。本研究的目的在于进一步明确OsSHSP17.6的特性。【方法】在本研究中,进一步将该基因亚克隆至原核表达载体p ET-32a并导入大肠杆菌E.coli BL21(DE3)pLysS诱导表达,通过亲和层析的方法纯化了该重组蛋白,进一步用于非变性聚丙烯酰胺凝胶电泳和Western blotting分析。【结果】异源表达的重组OsSHSP17.6能减轻IPTG对宿主菌的毒害。非变性聚丙烯酰胺凝胶电泳和Western blotting分析显示纯化的重组OsSHSP17.6蛋白在体外能形成同源二聚体和寡聚体。【结论】这些结果支持OsSHSP17.6是一个有功能的分子伴侣蛋白并表明该蛋白可能通过形成同源寡聚体的方式参与逆境胁迫反应,这为进一步明确OsSHSP17.6的功能机制奠定基础。     

一株高效聚磷菌解角质素微杆菌的分离、鉴定及其除磷条件优化

利用蓝白斑法从金华市市郊池塘的水体样品中分离筛选得到1株高效聚磷MK-6菌株。经鉴定,MK-6菌株为解角质素微杆菌(Microbacterium keratanolyticum)。对MK-6菌株的培养条件和合成污水培养基配方进行综合优化,结果表明,该菌株的适宜除磷条件为:初始p H值6.0,装液量40.0 m L,温度30℃,转速220 r/min,接种量10%,醋酸钠浓度600 mg/L,且适宜浓度的铜离子、铅离子和钾离子对该菌株的除磷起着促进作用。经优化,该菌株对改良后合成污水(PO43--P浓度为14.9 mg/L)的去磷率达到了70.81%。该菌株的获得,对于扩大聚磷菌菌种库、防治富营养化具有实际意义。     

NtGNL2基因克隆及蛋白结构分析

ARF-GEFs家族基因是近年来极性生长研究的热点。该家族有多个亚家族,而在植物中以GBF亚家族为典型代表。NtGNL2(Nicotiana tabacum GNOM-Like2)是通过同源克隆,并结合3'Race技术在烟草中克隆获得的GBF家族成员,在植物上报道的GBF家族成员并不多,然而,该亚家族成员的蛋白序列及功能都高度保守。为了验证新获得的Nt GNL2基因的保守性,通过同源比对和系统发生关系分析了NtGNL2与其他多个植物GBF家族成员的亲缘关系;同时对NtGNL2基因各个保守结构域进行了蛋白序列的分析。结果表明,NtGNL2与其他植物GBF成员高度保守。     

高产红曲色素低产桔霉素紫色红曲霉转化子筛选与代谢产物分析

以红曲米中筛选到的紫色红曲霉Mp-41菌株为出发菌株,利用农杆菌介导T-DNA插入转化技术,构建了含有983株红曲霉转化子的T-DNA插入转化子库。用紫外-可见光扫描方法等从转化子库中筛选出10株红曲色素色价稳定高于原始Mp-41菌株的转化子,薄层层析结合高效液相色谱(HPLC)技术分析了10株转化子发酵液中桔霉素的含量;其中,转化子62的红曲色素色价较高,为95.4 U/m L,是原始Mp-41菌株(色素色价50.7 U/m L)的1.88倍,桔霉素含量稳定低于原始Mp-41菌株。以原始Mp-41菌株和转化子62为试验材料,进行5 L发酵罐发酵并定时取样,HPLC等方法分析生长量和发酵液中各种代谢产物的含量。结果显示,转化子62生长速度稍快于原始Mp-41菌株,红曲色素色价和莫纳可林K的含量分别为120.76 U/m L,63.72 mg/L,是原始Mp-41菌株的1.5倍和1.21倍;而桔霉素含量为1.172 4 mg/L,是原始Mp-41菌株的35.08%。因此,利用T-DNA插入的方法对红曲霉进行育种,能产生稳定的遗传变化,在红曲霉资源的利用上有一定潜力。     

甜菜夜蛾幼虫龄数和龄期的测定

甜菜夜蛾[Spodoptera exigua(Hübner)]属鳞翅目(Lepidoptera)夜蛾科(Noctuidae),是芦笋、番茄、棉花、萝卜、玉米等植物上的重要害虫。明确该虫幼虫的龄数和龄期,可为其预测预报和科学防治提供依据。对甜菜夜蛾幼虫各龄期的头壳宽度、体长和体重进行测量,并根据频次分布图、戴氏定律、Crosby生长法则和回归分析推断和验证甜菜夜蛾幼虫的虫龄数。结果显示,甜菜夜蛾1~5龄幼虫的头壳宽度范围分别为0.21~0.30、0.40~0.49、0.65~0.75、1.05~1.15、1.65~1.80 mm,频次分布呈现出5个明显的集中区域;1~5龄幼虫的体长范围分别为1.0~3.1、2.5~6.5、4.0~10.0、5.0~15.0、11.0~27.0 mm,各龄期体长出现重叠,频次分布集中区域不明显;1~5龄幼虫的体重范围分别为0.025~0.567、0.200~6.000、1.100~15.200、6.200~65.600、32.900~275.200 mg。结果表明,试验条件下甜菜夜蛾幼虫共5龄,幼虫头壳宽度可作为分龄指标,而幼虫体长和体重在各龄期出现较大程度的重叠,不宜作为分龄指标。     

动物硒蛋白功能、表达及其肉质调控机制研究进展

硒蛋白是微量元素硒(Se)在动物体内发挥生物学功能的主要形式,其表达调控与动物生长和畜禽肉质密切相关。介绍动物体内Se元素吸收代谢的过程及其主要存在形式,系统总结动物硒蛋白的结构、种类、表达分布、生物学功能、合成过程、影响因素与候选功能基因等,重点分析硒蛋白在活体肌肉中的作用,以及对畜禽肉质调控的影响。通过梳理上述方面的研究进展,以期为新饲料添加剂开发和畜禽肉质调控研究提供科学依据。     

外源水杨酸对水稻苗期生长与防卫相关基因表达的影响

为探究外源水杨酸(SA)对水稻苗期生长与SA相关防卫反应的影响,用不同浓度外源SA喷施苗期日本晴水稻,利用分光光度计测定水稻苗期生长关键指标叶绿素含量,采用qRT-PCR定量分析外源SA对水稻苗期SA合成基因PAL1、SA受体基因NPR1、SA信号途径下游的转录因子WRKY45/WRKY76和防卫基因PR1a/PR1b的表达水平。结果表明,外源SA对上述水稻基因的影响不同,即低浓度SA在一定程度上促进水稻苗期叶绿素积累,并显著影响水稻苗期防卫相关基因的表达水平;高浓度SA抑制叶绿素的积累,影响水稻的正常生长。综合比较结果显示,喷施2.0 mmol·L^-1外源SA对水稻苗期防卫相关基因表达的影响最为有效,该结果为进一步探索外源SA促进水稻苗期生长并提高水稻苗期防卫能力的作用研究奠定基础。     

不同肉色甘薯的营养成分与生物活性

为明确不同品种甘薯营养成分和生物活性的差异和相关性,以浙江省常见的不同肉色(紫色、橘色、黄色、白色)甘薯品种为材料,测定甘薯的营养成分含量(干物质、还原糖、可溶性糖、淀粉、可溶性蛋白、类胡萝卜素、花色苷、多酚)和生物活性[清除DPPH·能力、抑制胰蛋白酶活性能力、多酚氧化酶(PPO)活性],并进行差异显著性分析、相关性分析、因子分析和聚类分析。结果表明,12个参试品种的营养成分含量均差异显著(P＜0.05)。紫肉品种甘薯的PPO活性均显著高于其他肉色品种,在清除DPPH·和抑制胰蛋白酶活性方面也显示出明显优势。相关性分析结果表明,甘薯提取液清除DPPH·能力与可溶性蛋白、花色苷和多酚含量呈极显著正相关;抑制胰蛋白酶活性能力和PPO活性除了与还原糖、可溶性糖含量无显著相关性外,与其他营养成分含量均呈显著或极显著相关。聚类分析将12个品种甘薯分为4类,分类结果与各品种在因子得分散点图上的分布情况相吻合。该研究结果可为甘薯产后利用和育种提供一定参考。